02/12/2014 - Soutenance de thèse de Wissam Bannouf

Analyse et modélisation cinétique de la perte physique et de la consommation chimique d’un mélange phénol/HALS au cours du vieillissement radio-thermique d’une matrice EPDM

Avis de Soutenance

 

Wissam BANNOUF

Soutiendra publiquement ses travaux de thèse intitulés :

Analyse et modélisation cinétique de la perte physique et de la consommation chimique d’un mélange phénol/HALS au cours du vieillissement radio-thermique d’une matrice EPDM

Soutenance prévue le mardi 2 décembre 2014 à 14 heures

Arts et Métiers ParisTech
151 Boulevard de l'Hôpital
75013, Paris

Amphi Esquillan

 

Composition du jury proposé :

Mme Isabelle ROYAUD, Professeur, Institut Jean Lamour, Université de Lorraine, Rapporteur
Mme Florence DELOR-JESTIN, Maître de conférences, HDR, ICCF, ENSCCF, Rapporteur
M. Emmanuel BALANZAT, Directeur de Recherche CNRS, CIMAP, CEA, Examinateur
M. Jean-François LARCHE, Ingénieur de Recherche, Nexans, Lyon, Examinateur
M. Grégory MARQUE, Ingénieur de Recherche, MMC, EDF R&D, Examinateur
M. Xavier COLIN, Professeur, PIMM, Arts Et Métiers ParisTech, Examinateur

 

Résumé
La durée de vie des isolants synthétiques de câbles électriques installés en centrale nucléaire est l’une des préoccupations majeurs d’EDF R&D. Pour répondre à cette question, un modèle cinétique de vieillissement radiothermique a été développé pour une matrice EPDM stabilisée par un mélange phénol/HALS dans cette thèse. Ce modèle est dérivé d’un schéma mécanistique d’oxydation, établi dans une étude précédente pour la matrice PE pure, mais complété par les principales réactions de stabilisation des deux types d’antioxydants. Sa validité a été vérifiée avec succès pour une matrice EPDM pure et stabilisée par 0,1, 0,3 et 0,5% w/w de chaque type d’antioxydants, mais aussi par (0-0,3), (0,1-0,2), (0,15-0,15), (0,2-0,1), (0,3-0)% w/w de mélange des deux antioxydants. Le modèle cinétique prédit de manière satisfaisante la grande majorité des courbes cinétiques de consommation chimique des fonctions phénoliques et des fonctions amines, mais aussi des courbes d’accumulation des produits carbonyles dans l’air entre 140 et 160°C en absence d’irradiation γ, mais aussi sous 0,1 kGy/h-45°C, 1 kGy/h-51,5 °C et 10 kGy/h-63,5 °C. Différentes voies possibles d’amélioration sont proposées.

Mots clés : Matrice EPDM, Mélange phénol/HALS, perte physique, consommation chimique, radio-thermo-oxydation, stabilisation, synergie.

Abstract
The lifetime prediction of synthetic insulations of electrical cables installed in nuclear power plants is one of the main concerns of EDF R&D. To answer this question, a radiothermal ageing kinetic model has been developed for an EPDM matrix stabilized by a phenol/HALS blend in this study. This model is derived from an oxidation mechanistic scheme, established in a previous study for the neat PE matrix, but completed by the main stabilization reactions of both antioxidants. Its validity has been checked successfully for an EPDM matrix unstabilized and stabilized by 0.1, 0.3 and 0.5% w/w of each antioxidant, but also by (0-0.3), (0.1-0.2), (0.15-0.15), (0.2-0.1), (0.3-0)% w/w of both antioxidants. The kinetic model predicts satisfyingly the large majority of kinetic curves of chemical consumption of phenolic and amine functions, but also the kinetic curves of carbonyl group build-up in air between 140 and 160°C in the absence of γ irradiation, but also under 0.1 kGy/h-45°C, 1 kGy/h-51.5 °C et 10 kGy/h-63.5 °C. Various possible ways of improvement are proposed.

Keywords :  EPDM matrix, phenol/HALS blend, physical loss, chemical consumption, radio-thermal oxidation, stabilization, synergy.